शैक्षणिक

‘ग्लोबल पोझिशनिंग सिस्टम’ – जीपीएस – ही आजच्या काळातली आघाडीवरची स्थानदर्शक पद्धत आहे. एखाद्या माणसाचं वा वाहनाचं स्थान निश्चित करण्यासाठी या पद्धतीचा वापर केला जातो. या पद्धतीत प्रथम, पृथ्वीभोवती फिरणाऱ्या कृत्रिम उपग्रहाद्वारे रेडिओ लहरी सोडल्या जातात.

शनीची कडी कशी निर्माण झाली असावीत, हा खगोलशास्त्रातील एक चर्चेचा विषय आहे. एका तर्कानुसार या कड्यांची निर्मिती आपल्या ग्रहमालेच्या निर्मितीच्या वेळीच झाली असावी. आपल्या ग्रहमालेतील शनी आणि इतर ग्रह ज्या धुळीच्या आणि वायूच्या मेघातून निर्माण झाले, त्या मेघातूनच ही कडी तयार झाली असावीत. या कड्यांतील पदार्थ म्हणजे पूर्णपणे निर्माण होऊ न शकलेल्या, शनीच्या एखाद्या छोट्या उपग्रहाचे खंड असावेत.

दिएगो सालाझार आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी अभ्यासलेल्या, इथल्या सुमारे तेहतीस हजार सागरी सजीवांच्या अवशेषांत, शैवाल, मासे, मृदुकाय प्राणी, कणाधारी (पृष्ठवंशी) प्राणी, तसंच कणा नसलेले (अपृष्ठवंशी) प्राणी, अशा अनेक प्रकारच्या सजीवांचा समावेश होता. यांतील अनेक प्राणी हे खोल पाण्यात राहणारे सागरी जीव आहेत. या सागरी प्राण्यांच्या अवशेषांबरोबरच, या संशोधकांना इथे विविध प्रकारची सागरी वाळू आणि सागरी दगड-गोटे सापडले. इथे सापडलेल्या, काही ठिकाणच्या अवशेषांत मानवी हाडांचा, कोळशाच्या तुकड्यांचाही समावेश होता. माणसांनी दगडांपासून उभारलेल्या भिंतींचे अवशेषही इथे सापडले. या अवशेषांतील दगड हे ज्या प्रकारे कलंडले होते, त्यावरून या भिंती समुद्राकडून आलेल्या शक्तिशाली लाटेमुळे पडल्या असल्याचं दिसून येत होतं. या सर्व पुराव्यांवरून या सागरी प्रदेशावर त्सुनामीचं आक्रमण झालं असल्याचं स्पष्ट झालं.

तीव्र भूकंप ही प्रचंड हाहाकार उडवणारी नैसर्गिक घटना आहे. तीव्र भूकंपामुळे मोठ्या प्रमाणावर जीवितहानी होते. भूकंपाच्या काही तास अगोदरच जर या भूकंपाचं भाकीत करता आलं, तर लोकांना योग्य ती सूचना देऊन, ही जीवितहानी कमी करणं शक्य होईल. परंतु भूकंपाचं भाकीत करता येईल, अशी खात्रीशीर भूकंपपूर्व ‘लक्षणं’ संशोधकांना सापडलेली नाहीत. त्यामुळे भूकंपाच्या पुरेसा वेळ अगोदर, भूकंपाचं भाकीत वर्तवणं अजून तरी शक्य झालेलं नाही.

भारतातील विविध ठिकाणच्या नैसर्गिक परिस्थितीत जमीन-अस्मानाचा फरक आहे. भारतात एका बाजूला थरच्या वाळवंटासारखे रुक्ष प्रदेश आहेत, तर दुसऱ्या बाजूला मेघालयासारखी आत्यंतिक पावसाची राज्यं आहेत.

प्राणिजगतातील अनेक प्राण्यांच्या शरीराचा रक्त हा अविभाज्य घटक आहे. प्राणवायू तसंच विविध पोषणद्रव्यं, संप्रेरकं, चयापचयाद्वारे निर्माण झालेला कचरा, अशा पदार्थांची शरीरातल्या विविध भागांशी देवाण-घेवाण करण्याचं काम रक्ताद्वारे केलं जातं. बहुसंख्य उभयचर, सरीसृप, मासे, कीटक, यांच्या रक्ताचं तापमान हे भोवतालच्या तापमानानुसार बदलतं. या प्राण्यांना ‘थंड’ रक्ताचे प्राणी म्हटलं जातं. याउलट पक्षी आणि सस्तन प्राण्यांच्या रक्ताचं तापमान स्थिर असतं. त्यावर आजूबाजूच्या तापमानाचा परिणाम होत नाही. या प्राण्यांना ‘उष्ण’ रक्ताचे प्राणी म्हटलं जातं.

सुमारे पंचवीस कोटी वर्षांपूर्वी अस्तित्वात येऊन साडेसहा कोटी वर्षांपूर्वी नामशेष झालेले डायनोसॉर हे सरीसृपांच्या गटातले प्राणी. आजचे पक्षी हे डायनोसॉरच्याच काही प्रजातींच्या उत्क्रांतीद्वारे निर्माण झाले आहेत. आजचे सरीसृप हे थंड रक्ताचे आहेत, तर पक्षी हे उष्ण रक्ताचे आहेत. त्यामुळे, पक्ष्यांना जन्म देणारे हे डायनोसॉर, ‘उष्ण रक्ताचे की थंड रक्ताचे?’, हा उत्क्रांतीचा अभ्यास करणाऱ्या प्राणिशास्त्रज्ञांना पडलेला मोठा प्रश्न आहे. डायनोसॉरबद्दलच्या उपलब्ध माहितीवरून काही संशोधकांनी, डायनोसॉर हे थंड रक्ताचे असल्याच्या शक्यता पूर्वी व्यक्त केल्या आहेत. परंतु नंतरच्या काळातलं काही संशोधन डायनोसॉर हे उष्ण रक्ताचे असण्याची शक्यता दर्शवतं. अमेरिकेतल्या येल विद्यापीठातल्या जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या इतर सहकाऱ्यांच्या नव्या संशोधनातून आता या प्रश्नाचं उत्तर मिळालं आहे. जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांचं हे वैशिष्ट्यपूर्ण संशोधन ‘नेचर’ या शोधपत्रिकेत अलीकडेच प्रसिद्ध झालं आहे.

एखाद्या कुळातल्या प्राण्यांचं रक्त हे ‘उष्ण की थंड’, याचा अंदाज हा त्या कुळातले प्राणी जलद गतीनं हालचाल करणारे आहेत की संथ गतीनं हालचाल करणारे आहेत, यावरून बांधता येतो. जलद गतीनं हालचाल करणाऱ्या प्राण्यांची उर्जेची गरज मोठी असते. ऊर्जा ही चयापचयाच्या क्रियेतून निर्माण होते. साहजिकच जलद गतीनं हालचाल करणाऱ्या प्राण्यांच्या शरीरातील चयापचयाचा वेग अधिक असतो. या जलद चयापचयात निर्माण होणाऱ्या मोठ्या प्रमाणातल्या उर्जेचा काही भाग हा रक्ताचं तापमान नियंत्रित करण्यासाठी वापरला जातो. साहजिकच ज्या कुळातले प्राणी जलद हालचाल करतात, त्या कुळातले प्राणी हे साधारणपणे उष्ण रक्ताचे असतात. ज्या कुळातील प्राण्यांची हालचाल संथ असते, त्या कुळातल्या प्राण्यांचं रक्त थंड असतं.

एखाद्या कुळातील प्राचीन काळातले प्राणी हे उष्ण रक्ताचे होते की थंड रक्ताचे होते हे कळण्यासाठी, त्यांच्या जीवाश्मांच्या स्वरूपातील अवशेषांचा अभ्यास करून त्यांच्या शरीरातील चयापचयाच्या वेगाचं गणित मांडलं जातं. यासाठी आज वापरल्या जात असलेल्या पद्धतींत, त्या प्राण्यांच्या अवशेषांतील (प्राणी हयात असताना ये-जा करणाऱ्या) काही मूलद्रव्यांच्या समस्थानिकांचं प्रमाण, त्यांच्या हाडांतील वाढचक्रं, अशा घटकांचा वापर केला जातो. परंतु प्राण्याच्या शरीराचं जीवाश्मात रूपांतर होताना, या घटकांत बदल होण्याची मोठी शक्यता असते. त्यामुळे या प्रचलित पद्धतींत बरीच अनिश्चितता आहे. जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी विकसित केलेल्या, प्राचीन काळातील प्राण्यांच्या शरीरातल्या चयापचयाचा वेग काढण्याच्या नव्या पद्धतीमुळे ही अनिश्चितता कमी होणार आहे.

जास्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपल्या अगोदरच्या संशोधनातून, जीवाश्म तयार होताना प्राण्याच्या ऊतींतील प्रथिनांचं काही विशिष्ट प्रकारच्या रसायनांत रूपांतर होत असल्याचं दाखवून दिलं होतं. ही रसायनं प्राण्यांच्या जीवाश्मात दीर्घ काळ टिकून राहत असल्याचं दिसून आलं आहे. या रसायनांच्या प्रमाणाची, या प्राण्यांच्या आज अस्तित्वात असणाऱ्या वंशजांच्या चयापचयाच्या वेगाशी सांगड घातली तर, त्या प्राचीन प्राण्याच्या शरीरातील चयापचयाचा वेग किती होता, ते कळू शकतं. जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी प्राचीन सरीसृपांच्या जीवाश्मांतील या रसायनांचं अवरक्त वर्णपटशास्त्राद्वारे विश्लेषण करून त्यांचं प्रमाण जाणून घेतलं व त्यावरून या प्राचीन प्राण्यांच्या शरीरातील चयापचयाचा वेग काढला.

जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपल्या संशोधनात, डायनोसॉर आणि त्यांची काही भावंडं, अशा एकूण तीस वेगवगळ्या प्रकारच्या सरीसृपांचे, जीवाश्माच्या स्वरूपातले दात, हाडं, अंड्यांची कवचं, असे अवशेष अभ्यासले. या प्राण्यांत, लांब मानेचे अवाढव्य सॉरोपॉड, मोठ्या दातांचे शक्तिशाली टिरॅनोसॉर, ज्यांच्यापासून पक्षी निर्माण झाले ते थेरोपॉड, अशा विविध प्रकारच्या डायनोसॉरांचा समावेश होता. त्याचबरोबर त्यांत पाण्यात वावरणारे प्लिझिओसॉर, पक्ष्यांसारखे आकाशात उडू शकणारे टेरोसॉर, अशा त्या काळातल्या इतर काही सरीसृपांचाही समावेश होता.

पक्ष्यांना उडण्यासाठी जास्त ऊर्जेची गरज असते. त्यानुसार पक्ष्यांच्या शरीरातील चयापचय जलद व्हायला हवा. जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी काढलेल्या निष्कर्षांनुसार, बहुतेक सर्व डायनोसॉरांच्या शरीरांतील चयापचयाचा वेग हा लक्षणीय असल्याचं आढळलं. पक्ष्यांची निर्मिती होण्याच्या अगोदरच्या काळापासून हे सर्व सरीसृप अस्तित्वात होते. चयापचयाच्या या मोठ्या वेगावरून, डायनोसॉरांच्या आणि त्यांच्या भावंडांच्या बहुतेक सर्व प्रजाती या उष्ण रक्ताच्या असल्याचं नक्की झालं. या विविध डायनोसॉरांपैकी सॉरिस्किअन या प्रकारांत मोडणाऱ्या सॉरोपॉड, टिरॅनोसॉर, थेरोपॉड, अशा अनेक डायनोसॉरांच्या, तसंच टेरोसॉरसारख्या त्यांच्या भावंडांच्या शरीरातील चयापचयाचा वेग नंतरच्या काळातील उत्क्रांतीत वाढत गेला. या उलट ऑर्निथिस्किअन प्रकारच्या डायनोसॉरांच्या शरीरातील चयापचयाचा वेग मात्र पुढील काळातील उत्क्रांतीत कमी होत गेला व ते थंड रक्ताचे प्राणी म्हणून वावरू लागले. या नंतरच्या काळातील ऑर्निथिस्किअन प्रकारच्या प्राण्यांचं जीवनमान हे काहीसं आजच्या सरीसृपांसारखं असल्याचं यावरून दिसून येतं.

जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांचं संशोधन हे फक्त डायनोसॉर व इतर सरीसृपांच्या चयापचयापुरतं किंवा त्यांच्या रक्ताच्या स्वरूपापुरतं मर्यादित नाही. ते प्राण्यांच्या उत्क्रांतीशीही संबंधित असल्याचं उघडच आहे. किंबहुना या संशोधनातून निघालेल्या निष्कर्षांतून आणखी एक प्रश्न निर्माण झाला आहे. डायनोसॉर आणि त्यांची भावंडं असणारे सरीसृप साडेसहा कोटी वर्षांपूर्वी, पृथ्वीवर प्रचंड अशनी आदळून झालेल्या महानाशात नष्ट झाले. या महानाशात पक्षी मात्र वाचले. पक्षी हे त्यांच्या उष्ण रक्तामुळे वाचल्याचं काही संशोधकांचं मत आहे. या मतानुसार, चयापचयात निर्माण होणाऱ्या अतिरिक्त ऊर्जेद्वारे उष्ण रक्ताचे प्राणी वातावरणातील तीव्र बदलांना अधिक समर्थपणे तोंड देऊ शकले असावेत. परंतु जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांचं संशोधन बहुतेक प्रकारचे डायनोसॉर हे उष्ण रक्ताचे असल्याचं दर्शवतं. तसं असल्यास महानाशातून जसे पक्षी वाचले, तसे डायनोसॉरसारखे उष्ण रक्ताचे सरीसृपही वाचायला हवेत. ते मात्र वाचले नाहीत. त्यामुळे महानाशाच्या काळात, डायनोसॉरांच्या नष्ट होण्यास आणखी कोणता तरी एखादा घटक कारणीभूत ठरला असावा, अशी शक्यता जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी व्यक्त केली आहे. उत्क्रांतीचं चित्र अधिक स्पष्ट होण्यासाठी संशोधकांना भविष्यात या घटकाच्या शोधावर आपलं लक्ष केंद्रित करावं लागणार आहे!

-- डॉ. राजीव चिटणीस.

छायाचित्र सौजन्य: Puppy Peach/YouTube/Wikimedia, James St. John/Wikimedia

आधुनिक जीवनशैलीचा परिणाम म्हणून जागतिक तापमान वाढ धोकादायक वेगाने वाढत आहे. या तापमान वाढीची कारणे, त्याचा धोका यांची संपूर्ण माहिती सोप्या भाषेत देणारे अप्रतिम पुस्तक

साप या प्राण्याची गणना सरीसृपांच्या गटात होते. तरीही साप हे इतर सरीसृपांपेक्षा वेगळी वैशिष्ट्यं बाळगून आहेत. उदाहरणार्थ, त्यांचा लांबलचक आकार, पायांसारख्या अवयवांचा अभाव, स्वररज्जूंचा अभाव, इत्यादी. सापांना स्वररज्जू नसल्यानं त्यांना स्पष्ट स्वरूपाचे आवाज काढता येत नाहीत. मात्र तोंडानं हवा सोडून केलेल्या ‘हिस्स’ अशा आवाजाद्वारे ते इतर प्राण्यांना घाबरवू शकतात. आवाजाशी संबंधित त्यांचं आणखी एक वैशिष्ट्य म्हणजे त्यांना कान नाहीत. त्यांना कान नसले तरी, ऐकू मात्र येतं. याचं कारण म्हणजे त्यांना, बाहेरून दिसू शकणारा कानाचा भाग नसला तरी, त्यांच्या त्वचेच्या आतल्या भागात श्रवणसंस्थेसारखी रचना आहे.

इजिप्तच्या प्राचीन संस्कृतीत सापांना विशेष स्थान आहे. तिथल्या पौराणिक कथांत सापांच्या रूपांतील पात्रांचा वारंवार उल्लेख केला गेला आहे. उदाहरण द्यायचं तर अ‍ॅपोफिसचं देता येईल. पाताळलोकीचा हा राजा सापाच्या रूपात वावरत असे. मात्र इजिप्तमधील सापांचं महत्त्व हे फक्त अशा पौराणिक कथांपुरतं मर्यादित नव्हतं.

पृथ्वीवरच्या जीवसृष्टीचं स्वरूप साफ बदलण्यास कारणीभूत ठरलेला हा आघात खगोलशास्त्र, भूशास्त्र, हवामानशास्त्र, जीवशास्त्र, अशा विविध शास्त्रांच्या दृष्टीनं महत्त्वाचा ठरला आहे. या विविध क्षेत्रांतील संशोधनातून या आघाताचं व त्याच्या परिणामांचं स्पष्ट चित्र हळूहळू उभं राहात आहे.